C.乙醇和浓硫酸在170℃以上能发生氧化反应,生成黑色碳、二氧化硫气体和水,二氧化硫、乙醇能与KMnO4酸性溶液反应,SO2中+4价S具有还原性,能还原酸性KMnO4溶液,使其紫色褪去,乙醇也能被KMnO4酸性溶液氧化;
D.乙醇和浓硫酸在170℃以上能发生氧化反应,生成黑色碳、二氧化硫气体和水,二氧化硫能与Br2的CCl4溶液反应使其褪色.
【解答】解:A.CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热含有的杂质乙醇,乙醇不与Br2的CCl4溶液反应,无需分离乙醇和乙烯,故A选;
B.发生消去反应生成的乙烯中含有挥发的乙醇,由
KMnO4+CH2═CH2+H2SO4→CO2↑+K2SO4+MnSO4+H2O可知导致酸性KMnO4溶液褪色,干扰乙烯的检验,需用水分离,乙醇能和水任意比互溶,而乙烯难溶于水,故B不选; C.乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应生成乙烯气体,同时乙醇和浓硫酸在170℃以上能
发生氧化反应,生成黑色碳、二氧化硫气体和水,反应为C2H5OH+2H2SO4
2C+2SO2↑+5H2O,含有杂质乙醇、二氧化硫、二氧化碳,二氧化硫、乙醇能与KMnO4酸性溶液反应,2KMnO4+5SO2+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,导致酸性KMnO4溶液褪色,5C2H5OH+4KMnO4 +6H2SO4→5CH3COOH+4MnSO4+11H2O+2K2SO4,使KMnO4酸性溶液褪色,故需用NaOH溶液分离,NaOH溶液能溶解乙醇,能和二氧化硫反应,故C不选;
D.乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应会有杂质乙醇、二氧化硫、二氧化碳,二氧化硫能与Br2的CCl4溶液反应,SO2+2H2O+Br2═H2SO4+2HBr,乙醇与水互溶,二氧化碳不影响乙烯的检验,需用氢氧化钠除去二氧化硫,故D不选; 故选A.
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,侧重乙烯制备及物质鉴别、混合物分离等知识点的考查,把握有机物的性质为解答的关键,注意实验的评价性分析,题目难度不大.
15.两种气态烃组成的混合气体,完全燃烧后得到CO2和H2O的物质的量随着混合烃物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( ) ①可能有C2H2 ②一定有CH4 ③一定有C3H8 ④一定没有C2H6 ⑤可能有C2H6.
A.②⑤ B.②④ C.③④ D.②③ 【考点】有关混合物反应的计算. 【专题】烃及其衍生物的燃烧规律.
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【分析】由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,一般不超过4,据此判断.
【解答】解:由图可知两种气态烃的平均组成为C1.6H4,根据碳原子平均数可知,混合气体一定含有CH4,由氢原子平均数可知,另一气态烃中氢原子数目为4,碳原子数目大于1.6,一般不超过4,故一定没有C2H2、C3H8、C2H6,故选B.
【点评】本题考查烃混合物分子式确定,难度较大,注意利用平均分子组成判断烃的组成,常用方法有:1、平均碳法 2、平均氢法 3、平均碳氢分子式法 4、平均式量法.
16.为了研究在温度对苯催化加氢的影响,以检验新型镍催化剂的性能.采用相同的微型反应装置,压强为0.78Mpa,氢气、苯的物质的量之比为6.5:1.定时取样分离出氢气后,分析成分得如下表结果: 温度/℃ 85 95 100 110~240 280 300 340 质量分数(%) 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35 36.90 72.37
环己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63
下列说法错误的是( )
A.当温度超过280℃,苯的转化率迅速下降,可能是因为该反应为吸热的可逆反应
B.在110~240℃苯的转化率为100%.说明该镍催化剂活性较高,能够在较宽的温度范围内催化而且不发生副反应
C.提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率
D.由表中数据来看,随着反应温度的升高,苯的转化率先升高后降低 【考点】探究温度、压强对化学平衡的影响;苯的性质. 【专题】化学平衡专题;有机物的化学性质及推断.
【分析】从110~240℃时可以看出苯完全转化,此反应不是可逆反应,在110~240℃苯的转化率为100%.说明该镍催化剂活性较高,且不发生副反应;化学反应中,为提高一种物质的转化率,常常提高另一种物质的物质的量,图表数据说明催化剂的催化效果在不同温度下不同.
【解答】解:A、注意“定时“两个字,是指在相同时间内反应了多少而已,从110~240℃时可以看出苯完全转化,此反应不是可逆反应,故A错误;
B、在110~240℃苯的转化率为100%,说明该镍催化剂活性较高,为催化剂的最适宜温度,故B正确;
C、化学反应中,为提高一种物质的转化率,常常提高另一种物质的物质的量,故C正确; D、图表数据说明催化剂的催化效果在不同温度下不同,随着反应温度的升高,苯的转化率先升高后降低,故D正确. 故选A.
【点评】本题考查图表数据分析处理,本题中要注意审题,特别是在110~240℃苯的转化率为100%,说明此反应不是可逆反应,往往是学生易忽略的地方.
二、解答题(共4小题,满分52分)
17.某有机物A含有C、H、O三种元素,其蒸气密度是相同条件下H2密度的29倍,把1.16g该有机物在O2中充分燃烧,将生成物通过足量碱石灰,碱石灰增重3.72g,又知生成的CO2和H2O的物质的量相等.
(1)有机物A的分子式 C3H6O .
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(2)该有机物的红外光谱显示该分子是有一个羟基,无甲基的链状结构,请写出A的结构简式 CH2=CHCH2OH .
(3)已知聚乳酸是一种很有前途的可降解高分子材料,可制成袋子替代日常生
活中的大部分塑料袋.请完成以有机物A为原料合成聚乳酸的路线(填写各步所缺的条件和有机产物,无机试剂任选).
有机物A→ CH3CHBrCH2OH → CH3CHOHCOONa
CH3CHOHCOOH
【考点】有机物的合成;有关有机物分子式确定的计算.
【分析】有机物A的相对分子质量=29×2=58,1.16g有机物A的物质的量
=1.16g÷58g/mol=0.02mol,设1.16g有机物A燃烧生成CO2的为xmol,则H2O的也为xmol,故44x+18x=3.72,解得:x=0.06,故有机物分子C原子数目为
=3、H原子数目为
=6、O原子数目==1,则有机物分子式为C3H6O,该有机物分子
有一个羟基,无甲基的链状结构,故有机物A的结构简式为:CH2=CHCH2OH;CH2=CHCH2OH与HBr发生加成反应得到CH3CH(Br)CH2OH,再被酸性高锰酸钾氧化得到CH3CH(Br)COOH,碱性条件下水解得到CH3CH(OH)COONa,酸化生成CH3CH(OH)COOH,在浓硫酸、加热条件下
发生缩聚反应生成.
【解答】解:有机物A的相对分子质量=29×2=58,1.16g有机物A的物质的量
=1.16g÷58g/mol=0.02mol,设1.16g有机物A燃烧生成CO2的为xmol,则H2O的也为xmol,故44x+18x=3.72,解得:x=0.06,故有机物分子C原子数目为
=3、H原子数目为
=6、O原子数目==1,则有机物分子式为C3H6O,该有机物分子
有一个羟基,无甲基的链状结构,故有机物A的结构简式为:CH2=CHCH2OH;CH2=CHCH2OH与HBr发生加成反应得到CH3CH(Br)CH2OH,再被酸性高锰酸钾氧化得到CH3CH(Br)COOH,碱性条件下水解得到CH3CH(OH)COONa,酸化生成CH3CH(OH)COOH,在浓硫酸、加热条件下
发生缩聚反应生成,
(1)根据上面的分析可知,有机物A的分子式为C3H6O, 故答案为:C3H6O;
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(2)该有机物的分子式为C3H6O,分子有一个羟基,无甲基的链状结构,故有机物A的结构简式为:CH2=CHCH2OH, 故答案为:CH2=CHCH2OH;
(3)CH2=CHCH2OH与HBr发生加成反应得到CH3CH(Br)CH2OH,再被酸性高锰酸钾氧化得到CH3CH(Br)COOH,碱性条件下水解得到CH3CH(OH)COONa,酸化生成CH3CH(OH)COOH,在
浓硫酸、加热条件下发生缩聚反应生成,合成路线图为:
,
故答案为:CH3CHBrCH2OH;CH3CHOHCOONa;CH3CHOHCOOH.
【点评】本题考查有机物化分子式确定及合成,关键根据燃烧法确定有机物分子组成,是高考中的常见题目,中等难度,试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力. 18.(15分)(2015秋?湖南校级月考)肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料.实验室用下列反应制取肉桂酸.
药品物理常数 苯甲醛 乙酸酐 肉桂酸 乙酸 溶解度(25℃,g/100g水) 0.3 遇热水水解 0.04 互溶 沸点(℃) 179.6 138.6 300 118 相对分子质量 106 102 148 60 填空:
Ⅰ、合成:反应装置如图1所示.向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐,振荡使之混合均匀.在150~170℃加热1小时,保持微沸状态. (1)空气冷凝管的作用是 使反应物冷凝回流 .
(2)该装置的加热方法是 空气浴(或油浴) .加热回流要控制反应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,会导致肉桂酸产率降低,可能的原因是 乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移 . (3)不能用醋酸钠晶体(CH3COONa?3H2O)的原因是 乙酸酐遇热水水解 .
Ⅱ、粗品精制:将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中,进行下列操作:
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(4)加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸,主要目的是 将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水 . (5)操作I是 冷却结晶 ;若所得肉桂酸晶体中仍然有杂质,欲提高纯度可以进行的操作是 重结晶 (均填操作名称).
(6)设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛 取样,加入银氨溶液共热,若有银镜出现,说明含有苯甲醛,或加入用新制氢氧化铜悬浊液,若出现砖红色沉淀,说明含有苯甲醛 . (7)若最后得到纯净的肉桂酸5.0g,则该反应中的产率是 75% (保留两位有效数字)
【考点】制备实验方案的设计. 【专题】实验设计题. 【分析】(1)该反应在150~170℃的条件下进行,根据表中各物质的沸点可知,反应物在这个条件下易挥发;
(2)由于该反应的条件为150~170℃,可以用空气浴(或油浴)控制,在150~170℃时乙酸酐易挥发;
(3)乙酸酐遇水易水解,所以反应中不能有水; (4)肉桂酸难溶于水,肉桂酸钠易溶于水;
(5)要使肉桂酸从溶液中充分析出,要冷却结晶,提高纯度可以进行重结晶;
(6)检验产品中是否含有苯甲醛,通过银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验醛基的存在即可;
(7)4.8g苯甲醛的物质的量为0.0453mol,5.6g乙酸酐的物质的量为0.0549mol,根据题中反应的方程式可知,乙酸酐过量,所以理论上生成肉桂酸的质量为
0.0453mol×148g/mol=6.70g,根据产率=×100%计算.
【解答】解:(1)该反应在150~170℃的条件下进行,根据表中各物质的沸点可知,反应物在这个条件下易挥发,所以空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流,使反应物充分反应, 故答案为:使反应物冷凝回流;
(2)由于该反应的条件为150~170℃,可以用空气浴(或油浴)控制,在150~170℃时乙酸酐易挥发,如果剧烈沸腾,乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移,导致肉桂酸产率降低, 故答案为:空气浴(或油浴);乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移;
(3)乙酸酐遇热水易水解,所以反应中不能有水,醋酸钠晶体(CH3COONa?3H2O)参加反应会有水,使乙酸酐水解,故答案为:乙酸酐遇热水水解;
(4)肉桂酸难溶于水,肉桂酸钠易溶于水,加饱和Na2CO3溶液将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水,便于物质提纯,
故答案为:将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水;
(5)要使肉桂酸从溶液中充分析出,要冷却结晶,故操作Ⅰ为冷却结晶,提高纯度可以进行重结晶,故答案为:冷却结晶;重结晶;
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